Page 33 - 《广西植物》2022年第6期

ᤃ 期 何文等᧥ 基于光谱指数的喀斯特植物叶片叶绿素含量定量估算 ँ ԰ ሕ
ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟ࿗ɯᖔ但这些常用光谱指数主要基于非喀斯
特植物叶片光谱反射率与叶片叶绿素含量间关系
建立起来ᖔ对于基于光谱指数的喀斯特植物叶片叶
绿素含量遥感定量估算及其光谱指数适应性研究
还相对缺乏ᤥ 我国西南喀斯特地区面积约 ጢ࿗ 万
Ҵቝ ᖔ是全球喀斯特集中分布区面积最大ᖔ岩溶发育
԰
最强烈ᖔ生物多样性丰富ᖔ人地矛盾最尖锐的典型
生态脆弱区ྉ王克林等ᖔ԰ԡϟँɯᤥ 喀斯特地区土层浅
薄ᖔ土壤富钙而偏碱性ᖔ且具有高度的土被空间异
质性ྉ朱守谦ᖔϟँँᎮɯᤥ 特殊的喀斯特生境胁迫尤其
图 ᤃজ 与植物叶片叶绿素含量相关系数大于 是干旱胁迫成为我国西南喀斯特地区植物生长演
等于 ԡ঎Ꭾԡ 的光谱指数个数 替与分布的主要限制因子ྉᓂᔽࣼ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟϟɯᤥ 受特
èᔽ੫঎ ᤃজ શࣼቝᤦᔀʢ ᆍ஦ ༁ᡱᔀዹᡷʢᑕ᤟ ᔽႿʛᔀ଴ᔀ༁ ᡷၤᑕᡷ ዹᆍʢʢᔀ᤟ᑕᡷᔽᆍႿ 殊喀斯特生境影响ᖔ生长于喀斯特地区的植物与非
ዹᆍᔀ஦஦ᔽዹᔽᔀႿᡷ༁ ׹ᑕ᤟ࣼᔀ༁ ᑕʢᔀ ᤟ᑕʢ੫ᔀʢ ᡷၤᑕႿ ᑕႿʛ ᔀीࣼᑕ᤟ ᡷᆍ ԡ঎Ꭾ 喀斯特地区的植物相比ᖔ往往表现出不同的功能性
औᔽᡷၤ ᡱ᤟ᑕႿᡷ༁ ᤟ᔀᑕ஦ ዹၤ᤟ᆍʢᆍᡱၤᢃ᤟᤟ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ
状特征ྉ᥈ᔀᔀҴᔽᢃᑕႿᑕ੫ᔀ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟᎮɯᖔ如喀斯特植物往
往具有较高的光合作用能力和水分利用效率ྉèࣼ ᔀᡷ
表 ጇই 喀斯特与非喀斯特植物叶片光谱᥆三边ɱ参数对比 ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँɯᤥ 植物叶片叶绿素含量可作为典型区域
ఋᑕᤦ᤟ᔀ ጢজ ऊᆍቝᡱᑕʢᔽ༁ᆍႿ ᆍ஦ᡷʢᔽ᤟ᑕᡷᔀʢᑕ᤟ᡱᑕʢᑕቝᔀᡷᔀʢ༁ ᆍ஦᤟ᔀᑕ஦༁ᡱᔀዹᡷʢᑕ᤟ 植物生长及其对环境胁迫响应的指示指标ྉ ԻၤᑕႿ੫
ʢᔀ஦᤟ᔀዹᡷᑕႿዹᔀ ᆍ஦ ᡱ᤟ᑕႿᡷ༁ ᔽႿ Ҵᑕʢ༁ᡷ ᑕႿʛ ႿᆍႿ᥋Ҵᑕʢ༁ᡷ ᑕʢᔀᑕ༁
ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡऐɯᤥ 因此ᖔ本研究在总结以往基于光谱指
ᥥ三边ɼ参数 喀斯特地区 非喀斯特地区 数的植物生化参数定量估算研究基础上ᖔ通过差
ఋʢᔽ᤟ᑕᡷᔀʢᑕ᤟ ᡱᑕʢᑕቝᔀᡷᔀʢ ᣽ᑕʢ༁ᡷᑕʢᔀᑕ શᆍႿ᥋Ҵᑕʢ༁ᡷ ᑕʢᔀᑕ
值ܦ比值ܦ归一化以及倒数差值光谱指数构建方式
蓝边位置 ጢ԰԰঎ԡሕ ጢ԰ϟ঎ԡᎮ
对所采集的 ࿗ 种典型喀斯特植物ᗵᗵᗵ黄荆ܦ盐麸木ܦ
ା᤟ࣼᔀ ᔀʛ੫ᔀ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ
蓝边幅值 ԡ঎ԡԡ ԡ঎ԡԡ 朴树和红背山麻杆叶片原始光谱波段ྉ࿗ԡԡ ጲ ԰ ጢԡԡ
ା᤟ࣼᔀ ᔀʛ੫ᔀ ቝᑕ੫Ⴟᔽᡷࣼʛᔀ Ⴟቝɯ反射率及其一阶导数值与同步测定的叶片叶绿
黄边位置 ᤃ԰ँ঎ϟϟ ᤃ԰ऐ঎ϟԡ
素含量进行遍历分析ᖔ直至获得最优光谱波段组合
ɟᔀ᤟᤟ᆍऔ ᔀʛ੫ᔀ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ
黄边幅值 ԡ঎ԡԡ ԡ঎ԡԡ
ɟᔀ᤟᤟ᆍऔ ᔀʛ੫ᔀ ቝᑕ੫Ⴟᔽᡷࣼʛᔀ 的指数模型ᖔ并将其应用于喀斯特植物叶片叶绿素
红边位置 Ꭾԡँ঎ϟँ ᎮԡᎮ঎԰Ꭾ 含量定量估算ᤥ
኏ᔀʛ ᔀʛ੫ᔀ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ
红边幅值 ԡ঎ԡϟ ԡ঎ԡϟ 本研究所选择的 ϟጢ 种与植被色素有关的常用
኏ᔀʛ ᔀʛ੫ᔀ ቝᑕ੫Ⴟᔽᡷࣼʛᔀ 光谱指数中ᖔ改良红边归一化光谱指数ྉቝશ᧕Ꭾԡጢɯ
蓝边面积 ԡ঎ԡᤃ ԡ঎ԡᤃ
ା᤟ࣼᔀ ᔀʛ੫ᔀ ᑕʢᔀᑕ 对喀斯特植物叶片叶绿素含量定量估算精度较高ᤥ
黄边面积 ͱԡ঎ԡᤃ ͱԡ঎ԡᤃ 这可能是因为改良红边归一化光谱指数受植物种
ɟᔀ᤟᤟ᆍऔ ᔀʛ੫ᔀ ᑕʢᔀᑕ
红边面积 ԡ঎࿗ँ ԡ঎࿗ϟ 类以及叶片结构影响的敏感性较低ᖔ能够更好地应
኏ᔀʛ ᔀʛ੫ᔀ ᑕʢᔀᑕ
用于不同植被类型的叶片叶绿素含量定量估算
ྉᥘᑕᔽႿ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟϟɯଫ而其他常用光谱指数在喀斯特
谱指数的最优光谱指数波段 چ 向蓝光和绿光方向 植物叶片叶绿素含量的定量估算中相比非喀斯特
ϟ
移动ᖔ而波段 چ 向近红外长波方向移动ᖔ表明适用 地区估算精度较差ᤥ 如本研究中ᖔ基于归一化植被
԰
于非喀斯特植物叶片叶绿素含量定量估算的光谱 指数ܦ结构不敏感色素指数以及三角形光谱指数在
指数不一定适合于喀斯特地区ᤥ 定量估算喀斯特植物叶片叶绿素含量时ᖔ模型的决
定系数ྉቴ ɯ均为 ԡᤥ 受植物叶片结构差异对光谱敏
԰
ሕজ 讨论与结论 感性影响ᖔ采用经典的归一化植被指数在定量估算
植物叶片叶绿素含量时精度低于其他光谱指数如
目前ᖔ通过光谱指数定量估算植物叶片叶绿素 叶绿素植被指数ྉዹၤ᤟ᆍʢᆍᡱၤᢃ᤟᤟ ׹ᔀ੫ᔀᡷᑕᡷᔽᆍႿ ᔽႿʛᔀ଴ᖔ ऊ჆᧧ɯ

含量已经可获得较高精度ྉᥘᑕᔽႿ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟϟଫ ऊʢᆍ஦ᡷ ྉèʢᑕझझᔽᖔ ԰ԡϟϟɯᤥ 基于光谱指数的植物生化参数定